Нормативные тепловые потери

Кратко. Тепловые потери в программе считаются дважды. Расчёт режима берёт часовые нормативные потери каждого участка при одной tн — от них зависят температуры у потребителей. Окно «Тепловые потери» считает потери за отопительный сезон по месяцам: через изоляцию, с нормативной утечкой, регламентные потери воды, баками-аккумуляторами — и собирает отчёт Excel в форме десктопа. В обоих случаях нормы — из таблицы 39, коэффициент местных потерь β — из справочника 30.

Зачем это

Потери тепла в сети — 10–20 % отпуска; это деньги и норматив, который утверждают в тарифе. Потери участков в режиме объясняют, почему у дальних потребителей подача холоднее, чем у источника. Сезонный расчёт нужен для энергетических характеристик, тарифа и сравнения «норматив/факт».

Потери участка в расчёте режима

Движок heatnet (heatnet/physics/heat_loss_norms.py) считает для подачи и обратки каждого участка:

Y = q · L · β · kti / 10⁶                      Гкал/ч
Δt участка = 1000 · Y / G                      °C;   Y не больше G · (t_вход − t_окр) / 1000

• q — норма из таблицы 39, ккал/(ч·м): по периоду прокладки (год окончания строительства: до 1990 — 1, 1990–1997 — 2, 1998–2003 — 3, с 2004 — 4), виду прокладки, диаметру (для периода 1 — наружный, иначе Ду), режиму работы (> 5000 ч) и температуре воды. Между диаметрами и температурными точками таблицы — линейная интерполяция; нет таблицы — норма 300 и «Ошибка в s39» в протоколе.
• Температура воды — по графику источника при tн из «Температуры расчёта тепловых потерь»: расчётная для отопления, среднесезонная или текущая. Подземные трубы — по средней (t1 + t2)/2, надземные — по своей трубе; для периода 1 — за вычетом температуры грунта или наружного воздуха.
• β по справочнику 30: бесканальная — 1,15; канальная (и подвальная, обвязка) и надземная — 1,15 при наружном диаметре от 150 мм, иначе 1,2.
• kti — «Коэффициент тепловых испытаний» из паспорта участка, по умолчанию 1.
• t_окр — грунт для подземных, наружный воздух для надземных; летом потери участков не учитываются.

Пример. Канальный участок, наружный диаметр 325 мм, L = 200 м, q = 95 ккал/(ч·м), kti = 1, G = 150 т/ч: β = 1,15; Y = 95 · 200 · 1,15 / 10⁶ = 0,02185 Гкал/ч; остывание 1000 · 0,02185 / 150 = 0,15 °C.

Отличия от десктопа. В десктопе (прежний движок sety) выбор tн для потерь не действовал — нормы всегда при расчётной tн отопления, а β = 1,15 был только у канальной от 150 мм, у остальных 1,2. В профиле fixed выбор действует: при среднесезонной tн нормативные потери участков примерно вдвое ниже, подача у потребителей теплее. β по справочнику прибавляет у потребителей +0,2…+1,9 °C подачи. Без графика источника нормы его участков берутся при 150/70 °C с предупреждением (Расчётный движок).

Сезонный расчёт: условия работы

Из климата сезона (12 месяцев: воздух, подвал, грунт) получаются 14 строк: месяцы начала и конца сезона делятся на отопительную и летнюю части по числу дней. В каждой строке — температуры воды t1/t2 по графику источника при tн месяца. Средние за периоды и год — взвешенные по дням работы:

tср = Σ(t_мес · дни_мес) / Σ дни_мес
Δt = (t1 + t2)/2 − t_подпитки          (для утечки)

Температура подпитки при составлении условий не заполняется (0 °C) — задайте её, иначе утечка завышена.

Сезонный расчёт: формулы

через изоляцию:   Qп = qп · Lп · β · K / 10⁶,   Qо = qо · Lо · β · K / 10⁶            Гкал/ч
утечка:           Vсети = Σ (Lп + Lо) · π · dвн² / 4                                 м³
                  Vрасч = Vсети · kлет + (Vот + Vвент)·[отоп. период] + Vгвс,  kлет = 1 зимой, 0,5 + t%/200 летом
                  Qут = Vрасч · a/100 · Δt / 1000                                    Гкал/ч
за месяц:         Гкал = Гкал/ч · дни работы · 24;  период и год — суммы месяцев
баки:             F = 2 · π · D · (H + D/2),   q = F · qнорм · 10⁻⁶ · (t2 − tх) / (t2 − tх)ср.год

K — коэффициент по испытаниям: собственный у участка или из параметров источника по виду сети (магистраль, распределение, подвал), прокладке, году норм и ремонту. Площадь бака — формула десктопа: она вдвое больше геометрической π · D · (H + D/2).

Пример. 2Ду300 канальный, Lп = Lо = 1000 м, dвн = 309 мм, январь 31 день, qп = 80, qо = 55, β = 1,15, K = 1, вода 110/55 °C, подпитка 5 °C, a = 0,25 %:

изоляция: 0,0920 + 0,0633 = 0,1553 Гкал/ч  →  0,1553 · 744 = 115,5 Гкал за январь
утечка:   Vсети = 2000 · π · 0,309²/4 = 150 м³;  Δt = 82,5 − 5 = 77,5 °C
          150 · 0,0025 · 77,5 / 1000 = 0,0291 Гкал/ч  →  21,6 Гкал
всего:    0,1843 Гкал/ч  →  137,1 Гкал

Регламентные потери воды и тепла — заполнение, весенняя и осенняя опрессовка, промывка, САРЗ (сливы регуляторов) — считаются по месяцам и сводятся на листе ИТОГО вместе с изоляцией, баками и утечкой. «Фактические» — те же формулы по таблицам фактических данных.

Как сделать в ТГИД

• Сезоны, готовность источников, «Задать условия работы», «Нормативный расчёт», листы Excel — Тепловые потери.
• Выбор «Температура расчёта тепловых потерь» — Расчёт режима; нормы q подробно — Тепловой расчёт сети.
• Графики для условий работы — Температурные графики.

Задания

1. Нормативная утечка за месяц

Объём сети 820 м³, систем потребителей (отопление + вентиляция) 300 м³, ГВС 40 м³, норма a = 0,25 %/ч, Δt = 72 °C, отопительный месяц 31 день. Найдите потери тепла и воды с утечкой.

Ответ

Vрасч = 820 + 300 + 40 = 1160 м³; Qут = 1160 · 0,25/100 · 72/1000 = 0,2088 Гкал/ч; за месяц 0,2088 · 31 · 24 = 155,3 Гкал; воды 1160 · 0,0025 · 744 = 2157,6 м³.

2. Остывание в тупике

Канальный участок с наружным диаметром 108 мм, L = 300 м, норма q = 120 ккал/(ч·м), kti = 1, расход 8 т/ч, вода на входе 65 °C, грунт 7,2 °C. Найдите потери и остывание.

Ответ

Диаметр меньше 150 мм — β = 1,2; Y = 120 · 300 · 1,2 / 10⁶ = 0,0432 Гкал/ч; предел 8 · (65 − 7,2)/1000 = 0,462 не достигнут; Δt = 1000 · 0,0432 / 8 = 5,4 °C. Малый расход делает остывание заметным: те же потери при 150 т/ч дали бы 0,3 °C.

3. Почему потери упали вдвое

Режимщик пересчитал фрагмент и увидел, что суммарные нормативные потери участков упали почти вдвое, а подача у потребителей потеплела. Сеть не меняли. Что проверить?

Ответ

«Температуру расчёта тепловых потерь» в окне расчёта: при среднесезонной tн нормы берутся при более холодной воде, и потери примерно вдвое ниже, чем при расчётной tн отопления. Для проверки проектного режима выбирайте расчётную tн (Расчёт режима).